Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett oorganiskt keramiskt material som ofta anv\u00e4nds i mekaniskt och termiskt kr\u00e4vande applikationer och som i fr\u00e5ga om h\u00e5rdhet endast \u00f6vertr\u00e4ffas av borkarbid och diamant.<\/p>\n
Karborundum uppt\u00e4cktes f\u00f6rst av den amerikanske uppfinnaren Edward G. Acheson n\u00e4r han f\u00f6rs\u00f6kte framst\u00e4lla konstgjorda diamanter 1891 och har sedan dess blivit en oumb\u00e4rlig komponent i sk\u00e4rverktyg och eldfasta bel\u00e4ggningar.<\/p>\n
Kiselkarbid har imponerande fysikaliska egenskaper, men missf\u00f6rst\u00e5s och misstolkas ofta. H\u00e5rdhet f\u00f6rv\u00e4xlas ofta med styrka; i sj\u00e4lva verket avser det materialets motst\u00e5ndskraft mot deformation snarare \u00e4n styvhet eller styvhet.<\/p>\n
H\u00e5rdheten i material best\u00e4ms av dess mikrodurabilitet eller sm\u00e5skaliga skjuvmodul i alla riktningar, inte av dess styvhet eller Young's Modulus som beror p\u00e5 olika faktorer inklusive geometri och kemisk sammans\u00e4ttning; till exempel \u00e4r kiselkarbid mycket h\u00e5rdare \u00e4n diamant men mindre styvt \u00e4n till exempel osmium eller volfram.<\/p>\n
H\u00e5rdare material tenderar att vara mer motst\u00e5ndskraftiga mot skador, men mindre flexibla eller elastiska \u00e4n sina mjukare motsvarigheter - d\u00e4rf\u00f6r anv\u00e4nds seghet och h\u00e5rdhet ibland synonymt.<\/p>\n
Kiselkarbid har den h\u00f6gsta h\u00e5rdheten av alla kristallina f\u00f6reningar, men \u00e4r inte riktigt lika h\u00e5rd som diamant. Kiselkarbid produceras industriellt f\u00f6r anv\u00e4ndning som slipmedel och i andra metallurgiska och eldfasta applikationer samt keramikproduktion, och kan ocks\u00e5 hittas som syntetiska moissanite smycken alternativ till naturliga \u00e4delstenar.<\/p>\n
Kompositer som inneh\u00e5ller kiselkarbid f\u00e5r en \u00f6kning av h\u00e5rdheten som \u00e4r proportionell mot SiC-viktprocenten, eftersom SiC \u00e4r inb\u00e4ddat i matrisen och \u00e4r mer motst\u00e5ndskraftigt mot skador och skjuvkrafter.<\/p>\n
Kiselkarbid har h\u00f6g v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga, vilket inneb\u00e4r att det l\u00e4tt \u00f6verf\u00f6r v\u00e4rme. Detta sker genom molekyl\u00e4r vibration och kontakt mellan molekyler i materialet; temperaturgradienter \u00f6ver dess tjocklek spelar en viktig roll i denna \u00f6verf\u00f6ring, liksom densitet och kristallstruktur hos dess best\u00e5ndsdelar.<\/p>\n
V\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5gan \u00e4r en viktig egenskap vid tillverkning av avancerade keramer, t.ex. de som anv\u00e4nds i bromsar och kopplingar i bilar, eftersom dessa material kan arbeta vid h\u00f6gre temperaturer utan att f\u00f6rlora sina mekaniska egenskaper. Keramik anv\u00e4nds ocks\u00e5 ofta som material i skotts\u00e4kra v\u00e4star eftersom dess styrka klarar extremt h\u00f6ga krafter utan att g\u00e5 s\u00f6nder.<\/p>\n
SiC:s h\u00f6ga ledningsf\u00f6rm\u00e5ga g\u00f6r att halvledare tillverkade av SiC kan arbeta vid mycket h\u00f6gre frekvenser och temperaturer \u00e4n kiselbaserade transistorer och dioder, vilket minskar effektf\u00f6rlusterna och \u00f6kar tillf\u00f6rlitligheten.<\/p>\n
Kiselkarbidens kemiska sammans\u00e4ttning g\u00f6r det ocks\u00e5 till ett mycket stabilt material som motst\u00e5r korrosion, vilket g\u00f6r det till en av de mest h\u00e5llbara industriella och metallurgiska keramerna som finns idag. Det har utm\u00e4rkt motst\u00e5ndskraft mot kemikalier som saltsyra, svavelsyra och fluorv\u00e4tesyra samt koncentrerade baser som natriumhydroxid. Dessutom kan kiselkarbid sm\u00e4ltas vid h\u00f6ga temperaturer f\u00f6r att bilda starka bindningar med glas eller andra \u00f6mt\u00e5liga material som keramik.<\/p>\n
SiC:s elektriska ledningsf\u00f6rm\u00e5ga g\u00f6r det till ett ov\u00e4rderligt material i kraftapplikationer, s\u00e4rskilt s\u00e5dana som involverar stora m\u00e4ngder str\u00f6m. Tack vare sina imponerande elektriska egenskaper har SiC seglat upp som ett alternativ till kiselhalvledare f\u00f6r kr\u00e4vande anv\u00e4ndningsomr\u00e5den som kraftelektronik i elbilar och instrumentering i sonder p\u00e5 Mars eller Venus (Mantooth, Zetterling & Rusu).<\/p>\n
SiC:s h\u00f6ga elektriska ledningsf\u00f6rm\u00e5ga kan h\u00e4nf\u00f6ras till dess breda bandgap. Gapet mellan valens- och ledningsbanden avg\u00f6r om ett material \u00e4r antingen ledande eller isolerande; med ett expansivt gap kan elektroner r\u00f6ra sig fritt fr\u00e5n valensband till ledningsband medan det kr\u00e4vs o\u00f6verkomligt stora m\u00e4ngder energi f\u00f6r att korsa detta gap f\u00f6r en isolator.<\/p>\n
Kemisk \u00e5nginfiltration (CVI) eller polymerimpregnering-pyrolys (PIP) av n-typ SiC i dess matris \u00f6kar den elektriska ledningsf\u00f6rm\u00e5gan med tv\u00e5 till tre storleksordningar vid f\u00f6rh\u00f6jda temperaturer, p\u00e5 grund av bildning av kristaller med l\u00e4gre bandgap \u00e4n or\u00f6rd kiselkarbid. Denna \u00f6kning kan tillskrivas bildandet av nya kristaller av SiC med h\u00f6gre elektrisk ledningsf\u00f6rm\u00e5ga.<\/p>\n
Si-SiC-materialet har en elektrisk ledningsf\u00f6rm\u00e5ga p\u00e5 mellan 105 och 107 Ohm*cm p\u00e5 grund av sin l\u00e5ga v\u00e4rmeutvidgning och elektriska ledningsf\u00f6rm\u00e5ga p\u00e5 105-107 Ohm*cm per kvadratcentimeter, vilket g\u00f6r det l\u00e4mpligt f\u00f6r till\u00e4mpningar som kr\u00e4ver h\u00f6ga str\u00f6mmar, temperaturer, erosionsbest\u00e4ndighet och korrosionsskydd. Med dessa egenskaper i kombination framst\u00e5r Si-SiC som en idealisk kandidat.<\/p>\n
Kiselkarbid best\u00e5r av kol- och kiselatomer som \u00e4r ordnade i fyrsidiga strukturer bundna av starka bindningar som utg\u00f6r dess kristallstruktur. Dessa starka bindningar ger kiselkarbiden dess extremt h\u00e5rda och sega yta som ocks\u00e5 \u00e4r kemikaliebest\u00e4ndig; dess h\u00e5llbarhet skyddar den ocks\u00e5 mot syraangrepp samt termisk chock vid upp till 1600degC. Dessutom g\u00f6r dess utm\u00e4rkta motst\u00e5ndskraft mot slagskador att den l\u00e4mpar sig f\u00f6r applikationer d\u00e4r fysiskt slitage spelar en roll, t.ex. spraymunstycken, bl\u00e4stermunstycken eller cyklonkomponenter.<\/p>\n
Keramiska nanopartiklar \u00e4r ett av de l\u00e4ttaste, starkaste och h\u00e5rdaste avancerade keramiska material som finns. Det har utm\u00e4rkta elektriska egenskaper med utm\u00e4rkt v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga och l\u00e5g termisk expansionskoefficient; dessutom motst\u00e5r det h\u00f6ga temperaturer som ett halvledarmaterial.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r en halvledare med brett bandgap, vilket g\u00f6r den l\u00e4mplig f\u00f6r kraftelektronik. Sp\u00e4nningst\u00e5ligheten \u00e4r 10 g\u00e5nger h\u00f6gre \u00e4n hos vanligt kisel och \u00e4r b\u00e4ttre \u00e4n hos galliumnitrid i system som arbetar i h\u00f6ga hastigheter eller temperaturer.<\/p>\n
Syntetisk diamant framst\u00e4lls p\u00e5 syntetisk v\u00e4g fr\u00e4mst f\u00f6r anv\u00e4ndning som slipmedel, men kan \u00e4ven anv\u00e4ndas f\u00f6r andra \u00e4ndam\u00e5l, t.ex. inom stenhuggeri. P\u00e5 grund av sin l\u00e5nga h\u00e5llbarhet och motst\u00e5ndskraft mot n\u00f6tning anv\u00e4nds syntetisk diamant ofta av moderna lapidarier som en ingrediens p\u00e5 grund av sin h\u00e5llbarhet och motst\u00e5ndskraft mot slitage och skador. Dessutom anv\u00e4nds syntetisk diamant som slipmedel i slipverktyg, bildelar och eldfasta material - och \u00e4r dessutom h\u00e5rd, slitstark och anv\u00e4ndbar i kombination med material som st\u00e5l och volframkarbid i bearbetningsapplikationer i kombination med andra h\u00e5rda och slitstarka material som st\u00e5l och volframkarbid f\u00f6r b\u00e4ttre resultat.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is an inorganic ceramic material widely used in mechanically and thermally demanding applications, second only to boron carbide and diamond in terms of hardness. Carborundum was first discovered by American inventor Edward G. Acheson while trying to produce artificial diamonds in 1891 and has become an indispensable component in cutting tools and […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-308","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/308","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=308"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/308\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":309,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/308\/revisions\/309"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=308"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=308"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=308"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}